用于SRM的ECS转子位置检测方案研究与设计

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开关磁阻电机(SRM)因其结构简单、性能优良、环境适应性好等特点得到广泛应用。开关磁阻电机的稳定运行依赖于准确的转子位置信息,传统的位置传感器中光电传感器与霍尔位置传感器会受到工作环境中高温、油污、粉尘的影响,而电涡流传感器(ECS)是一种无接触的电磁式传感器,与开关磁阻电机特性相匹配。目前电涡流传感器的研究多侧重于无损探伤与距离检测,将电涡流传感器优秀的检测能力与转子位置信息结合起来,设计用于开关磁阻电机的电涡流传感器转子位置检测方案具有研究意义。ANSYS软件具有强大的电磁场有限元建模和分析能力,使用ANSYS建立应用于开关磁阻电机转子位置检测的电涡流传感器三维电磁场模型,仿真得到其电磁特性。根据一个周期内探头线圈等效阻抗变化曲线的分析,提出将探头线圈等效电阻作为检测量进行检波分析的测量方法。测量电路通过测量探头线圈消耗有功功率的方法实现检测等效电阻的目的,电路根据功能分为电流源转换模块、乘法器模块、低通滤波模块、电压放大及比较模块,在saber中对电路功能进行仿真,验证了测量电路的合理性。使用Altium Designer软件绘制原理图及PCB板,绕制探头线圈、焊接电路板并搭建实验平台。通过电涡流传感器检测转子位置的实验,验证了理论分析和电路设计的正确性。
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